(57)【要約】      （修正有）【課題】ウエーハの全領域において所望の仕上がり厚さに研磨可能なウエーハの研磨方法を提供する。【解決手段】ウエーハを支持する円形支持部１０２と、該円形支持部を囲繞しウエーハの仕上がり厚さに相当する該円形支持部からの高さを有する環状壁１０４とを備えたサブストレート１００にワックスを介してウエーハを支持するウエーハ支持工程と、ウエーハを支持した該サブストレートを該チャックテーブルに保持する保持工程と、該チャックテーブルを回転させるとともに該研磨布を回転させてスラリーを供給しながら該サブストレートに支持されたウエーハに該研磨布を接触させてウエーハを研磨して、ウエーハを仕上がり厚さに形成する研磨工程と、を具備する。環状壁１０４の高さがウエーハ仕上がり厚さと同一なので外周領域にダレが発生しない。【選択図】図６
2010219461.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエーハを保持し回転可能なチャックテーブルと、該チャックテーブルに対面して配設され研磨布を回転可能に支持するスピンドルを備えた研磨手段と、該スピンドルの軸心に形成された貫通穴及び該貫通穴に連通して該研磨布の中央部に形成された開口部を介してスラリーを供給するスラリー供給手段とを備えた研磨装置を使用したウエーハの研磨方法であって、
ウエーハを支持する円形支持部と、該円形支持部を囲繞しウエーハの仕上がり厚さに相当する該円形支持部からの高さを有する環状壁とを備えたサブストレートにワックスを介してウエーハを支持するウエーハ支持工程と、
ウエーハを支持した該サブストレートを該チャックテーブルに保持する保持工程と、
該チャックテーブルを回転させるとともに該研磨布を回転させてスラリーを供給しながら該サブストレートに支持されたウエーハに該研磨布を接触させてウエーハを研磨して、ウエーハを仕上がり厚さに形成する研磨工程と、
を具備したことを特徴とするウエーハの研磨方法。
【請求項２】
前記サブストレートの該環状壁の幅は該サブストレートを使用しないでウエーハを研磨した際の外周に生じるダレ量を考慮した幅に設定される請求項１記載のウエーハの研磨方法。
【請求項３】
前記サブストレートは、ガラス、セラミックス、シリコンの何れかから形成される請求項１又は２記載のウエーハの研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエーハ等のウエーハの裏面を研磨するウエーハの研磨方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣ、ＬＳＩ等の複数のデバイスが分割予定ラインによって区画されて表面に形成された半導体ウエーハは、研削装置によって裏面が研削されて所定の厚みに加工された後、ダイシング装置（切削装置）によって個々のデバイスに分割され、分割されたデバイスは携帯電話、パソコン等の各種電子機器に広く利用されている。
【０００３】
研削装置によってウエーハの裏面を研削すると、裏面に研削痕が残存すると共に微細なクラックが形成され、ダイシング装置によってダイシングされたデバイスの抗折強度を低下させるという問題がある。
【０００４】
そこで、例えば特開平８−９９２６５号公報に開示されたような研磨装置を使用してウエーハの裏面を研磨することにより、研削痕及び微細なクラックを除去してデバイスの抗折強度を向上させることが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−９９２６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来のウエーハの研磨方法では、ウエーハの中心領域が所望の仕上がり厚さに研磨されても研磨布が柔軟であることに起因して、ウエーハの外周から半径方向内側に２０ｍｍ〜３０ｍｍの範囲において外周に向かってウエーハの厚さが徐々に薄くなる所謂「ダレ」が発生し、ウエーハの外周領域に存在するデバイスの厚みにばらつきが生じて品質の低下を招くという問題がある。
【０００７】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ウエーハの全領域において所望の仕上がり厚さに研磨可能なウエーハの研磨方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によると、ウエーハを保持し回転可能なチャックテーブルと、該チャックテーブルに対面して配設され研磨布を回転可能に支持するスピンドルを備えた研磨手段と、該スピンドルの軸心に形成された貫通穴及び該貫通穴に連通して該研磨布の中央部に形成された開口部を介してスラリーを供給するスラリー供給手段とを備えた研磨装置を使用したウエーハの研磨方法であって、ウエーハを支持する円形支持部と、該円形支持部を囲繞しウエーハの仕上がり厚さに相当する該円形支持部からの高さを有する環状壁とを備えたサブストレートにワックスを介してウエーハを支持するウエーハ支持工程と、ウエーハを支持した該サブストレートを該チャックテーブルに保持する保持工程と、該チャックテーブルを回転させるとともに該研磨布を回転させてスラリーを供給しながら該サブストレートに支持されたウエーハに該研磨布を接触させてウエーハを研磨して、ウエーハを仕上がり厚さに形成する研磨工程と、を具備したことを特徴とするウエーハの研磨方法が提供される。
【０００９】
好ましくは、サブストレートの環状壁の幅は、サブストレートを使用しないでウエーハを研磨した際の外周に生じるダレ量を考慮した幅に設定される。サブストレートは、ガラス、セラミックス、シリコンの何れかから形成される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によると、ウエーハの仕上がり厚さに相当する高さの環状壁によって囲繞された円形支持部を有するサブストレートにワックスを介してウエーハを支持し、スラリーを供給しながらウエーハを研磨するようにしたので、ウエーハの外周領域はサブストレートの環状壁によって守られ外周領域にダレを生じさせることが無く、デバイスの品質の悪化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】半導体ウエーハの表面側斜視図である。
【図２】表面に保護テープが貼着された状態の半導体ウエーハの裏面側斜視図である。
【図３】研磨装置の外観斜視図である。
【図４】チャックテーブルユニット及びチャックテーブル送り機構の斜視図である。
【図５】研磨ホイールの裏面側斜視図である。
【図６】ウエーハをサブストレートを介してチャックテーブルに搭載する様子を示す分解斜視図である。
【図７】サブストレートの断面図である。
【図８】サブストレート内に収容されたウエーハを研磨している状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明実施形態のウエーハの研磨方法を図面を参照して詳細に説明する。図１は研削及び研磨される前の半導体ウエーハの斜視図である。図１に示す半導体ウエーハ１１は、例えば厚さが７００μｍのシリコンウエーハからなっており、表面１１ａに複数のストリート１３が格子状に形成されているとともに、該複数のストリート１３によって区画された複数の領域にＩＣ，ＬＳＩ等のデバイス１５が形成されている。
【００１３】
このように構成された半導体ウエーハ（以下ウエーハと略称する）１１は、デバイス１５が形成されているデバイス領域１７と、デバイス領域１７を囲繞する外周余剰領域１９を備えている。また、ウエーハ１１の外周には、シリコンウエーハの結晶方位を示すマークとしてのノッチ２１が形成されている。
【００１４】
ウエーハ１１の裏面１１ｂを研削する前に、ウエーハ１１の表面１１ａには、保護テープ貼着工程により保護テープ２３が貼着される。従って、ウエーハ１１の表面１１ａは保護テープ２３によって保護され、図２に示すように裏面１１ｂが露出する形態となる。
【００１５】
このように構成されたウエーハ１１の裏面１１ｂは、ダイシング前に研削装置により所定厚さ（例えば１１５μｍ）に研削される。しかし、研削装置によってウエーハの裏面を研削すると、裏面に研削痕が残存すると共に微細なクラックが生成され、ウエーハをダイシングして形成されたデバイスの抗折強度を低下させるという問題がある。
【００１６】
抗折強度を向上させるためには、研磨装置によって研削されたウエーハの裏面を研磨することが有効である。図３は本発明の研磨方法を実施するのに適した研磨装置２の外観斜視図を示している。
【００１７】
研磨装置２のハウジング４は、水平ハウジング部分６と、垂直ハウジング部分８から構成される。垂直ハウジング部分８には上下方向に延びる一対のガイドレール１２，１４が固定されている。
【００１８】
この一対のガイドレール１２，１４に沿って研磨手段（研磨ユニット）１６が上下方向に移動可能に装着されている。研磨ユニット１６は支持部２０を介して一対のガイドレール１２，１４に沿って上下方向に移動する移動基台１８に取り付けられている。
【００１９】
研磨ユニット１６は、支持部２０に取り付けられたスピンドルハウジング２２と、スピンドルハウジング２２中に回転可能に収容されたスピンドル２４と、スピンドル２４を回転駆動するサーボモータ２６を含んでいる。
【００２０】
スピンドル２４の先端にはマウンター２８が固定されており、このマウンター２８には研磨ホイール３０がねじ止めされている。図５に示すように、研磨ホイール３０は例えばアルミニウムから形成されたホイール基台９４の下面に、発泡ウレタン９６が両面テープ等で貼着されて構成されている。
【００２１】
発泡ウレタン９６の中心にはスラリー供給用の穴（開口部）９７が形成されているとともに、深さ約３ｍｍの溝９８が約２ｃｍ間隔で格子状に形成されている。発泡ウレタン９６に変わり、基台９４の下面にバフ（研磨布）を貼着するようにしてもよい。
【００２２】
研磨ホイール３０にはホース３６を介して例えばコロイド状のシリカからなるスラリーが供給される。図８に示すように、ホース３６から供給されたスラリーが、スピンドル２４に形成されたスラリー供給穴（貫通穴）２５、マウンター２８及び研磨ホイール３０の基台９４にそれぞれ形成されたスラリー供給穴２９，９５及び発泡ウレタン９６の開口部９７を介して、発泡ウレタン９６及びチャックテーブル５４に保持されたウエーハ１１に供給される。
【００２３】
図３を再び参照すると、研磨装置２は、研磨ユニット１６を一対の案内レール１２，１４に沿って上下方向に移動する研磨ユニット送り機構４４を備えている。研磨ユニット送り機構４４は、ボールねじ４６と、ボールねじ４６の一端部に固定されたパルスモータ４８から構成される。パルスモータ４８をパルス駆動すると、ボールねじ４６が回転し、移動基台１８の内部に固定されたボールねじ４６のナットを介して移動基台１８が上下方向に移動される。
【００２４】
水平ハウジング部分６の凹部１０には、チャックテーブルユニット５０が配設されている。チャックテーブルユニット５０は、図４に示すように、支持基台５２と、支持基台５２に回転自在に配設されたチャックテーブル５４を含んでいる。チャックテーブルユニット５０は更に、チャックテーブル５４を挿通する穴を有したカバー５６を備えている。
【００２５】
チャックテーブルユニット５０は、チャックテーブル移動機構５８により研磨装置２の前後方向に移動される。チャックテーブル移動機構５８は、ボールねじ６０と、ボールねじ６０のねじ軸６２の一端に連結されたパルスモータ６４から構成される。
【００２６】
パルスモータ６４をパルス駆動すると、ボールねじ６０のねじ軸６２が回転し、このねじ軸６２に螺合したナットを有する支持基台５２が研磨装置２の前後方向に移動する。よって、チャックテーブル５４もパルスモータ６４の回転方向に応じて、前後方向に移動する。
【００２７】
図３に示されているように、図４に示した一対のガイドレール６６，６８及びチャックテーブル移動機構５８は蛇腹７０，７２により覆われている。すなわち、蛇腹７０の前端部は凹部１０を画成する前壁に固定され、後端部がカバー５６の前端面に固定されている。また、蛇腹７２の後端は垂直ハウジング部分８に固定され、その前端はカバー５６の後端面に固定されている。
【００２８】
ハウジング４の水平ハウジング部分６には、第１のウエーハカセット７４と、第２のウエーハカセット７６と、ウエーハ搬送手段７８と、ウエーハ仮載置手段８０と、ウエーハ搬入手段８２と、ウエーハ搬出手段８４と、洗浄手段８６が配設されている。更に、ハウジング４の前方にはオペレータが研磨条件等を入力する操作手段８８が設けられている。
【００２９】
また、水平ハウジング部分６の概略中央部には、チャックテーブル５４を洗浄する洗浄水噴射ノズル９０が設けられている。この洗浄水噴射ノズル９０は、チャックテーブルユニット５４がウエーハ搬入・搬出領域に位置づけられた状態において、チャックテーブル５４に保持された研磨加工後のウエーハに向けて洗浄水を噴出する。
【００３０】
チャックテーブルユニット５０は、チャックテーブル移動機構５８のパルスモータ６４をパルス駆動することにより、図３に示した装置奥側の研磨領域と、ウエーハ搬入手段８２からウエーハを受け取りウエーハ搬出手段８４にウエーハを受け渡す手前側のウエーハ搬入・搬出領域との間で移動される。
【００３１】
このように構成された研磨装置２を使用した本発明実施形態の研磨方法について以下に説明する。本発明の研磨方法では、図６に示すように裏面１１ｂが研削されて所定厚さ（例えば１１５μｍ）に形成されたウエーハ１１は、サブストレート１００の円形支持部（円形凹部）１０２中に収容されてその裏面が研磨される。
【００３２】
サブストレート１００は例えばガラスから形成されており、図７に最も良く示されるように、例えば深さ１００μｍの円形支持部１０２を有している。サブストレート１００の外周には、円形支持部１０２を囲繞しウエーハの仕上がり厚さに相当する円形支持部１０２の底からの高さを有する環状壁１０４が形成されている。本実施形態では環状壁１０４の高さは１００μｍである。ガラス製のサブストレート１００に換えて、サブストレートをセラミックス、又はシリコン等から形成するようにしてもよい。
【００３３】
サブストレート１００の円形支持部１０２中で支持されたウエーハ１１は、サブストレート１００がチャックテーブル５４に吸引保持されることによりチャックテーブル５４に保持される。
【００３４】
図８に示すように、例えばコロイド状のシリカからなるスラリーを供給しながらサブストレート１００の円形支持部１０２内に収容されたウエーハ１１を吸引保持したチャックテーブル５４を矢印Ａ方向に５００ｒｐｍで回転させるとともに、研磨ホイール３０をチャックテーブル５４と同一方向に、即ち矢印Ｂ方向に５００ｒｐｍで回転させながらウエーハ１１の裏面１１ｂを発泡ウレタン９６で研磨する。
【００３５】
本実施形態では、チャックテーブル５４と研磨ホイール３０は同一方向に同一回転数で回転されるが、チャックテーブル５４の直径と研磨ホイール３０の直径とが相違するため、両者の接触点での周方向速度が相違し、ウエーハ１１を研磨可能である。
【００３６】
所定時間研磨を継続し、ウエーハ１１の厚さが１００μｍになったところで研磨を停止する。図８から明らかなように、研磨ホイール３０の基台９４に取り付けられた発泡ウレタン９６の直径はサブストレート１００の直径よりも十分大きいため、ウエーハ１１の厚さが仕上がり厚さに相当する１００μｍに近づくとサブストレート１００の環状壁１０４も同時に研磨されるが、環状壁１０４は硬いため研磨によりその厚さが変化することはない。
【００３７】
一方、ウエーハ１１の外周領域はサブストレート１００の環状壁１０４によって守られながら研磨されるため、外周領域にダレを生じさせること無く一様に研磨されて仕上がり厚さである１００μｍに研磨される。
【００３８】
このように本実施形態の研磨方法では、ウエーハの仕上がり厚さに相当するウエーハ支持部１０２からの高さを有する環状壁１０４を備えたサブストレート１００内にウエーハ１１を収容してウエーハ１１の裏面１１ｂを研磨するようにしたので、ウエーハ１１の外周領域はサブストレート１００の環状壁１０４によって守られ外周領域にダレを生じさせることが無く、外周領域のデバイスの品質を確保することができる。
【００３９】
サブストレート１００をシリコンウエーハから形成した場合には、環状壁１０４の高さをウエーハの仕上がり厚さよりも僅かばかり高く設定して、研磨工程の最終段階ではウエーハ１１とともにサブストレート１００の環状壁１０４をウエーハの仕上がり厚さまで研磨するようにしてもよい。
【実施例】
【００４０】
円形支持部１０２の直径が２０５ｍｍ、環状壁１０４の支持部１０２からの高さが１００μｍ、環状壁１０４の幅が３０ｍｍのガラス製のサブストレート１００の支持部１０２内に直径２００ｍｍのウエーハをワックスを介して支持し、サブストレート１００をチャックテーブル５４で吸引保持した。
【００４１】
その後、ウエーハの全面が隠れるように直径が３００ｍｍの研磨布（バフ）を図８に示すように位置付け、平均直径１μｍ以下のシリカ粒子と水酸化ナトリウムから構成されたスラリーを１分間に０．５リットルの割合で供給しながらチャックテーブル５４を５００ｒｐｍ、研磨布をチャックテーブルと同一方向に５００ｒｐｍで回転させて、厚み１１５μｍのウエーハを１５分間研磨して１００μｍの厚みに仕上げた。
【００４２】
ウエーハの外周領域の厚みと中心領域の厚みには０．１μｍ程度のばらつきはあったものの、このばらつきは許容範囲内であり、ウエーハ１１を一様な厚さに研磨することができた。
【符号の説明】
【００４３】
２    研磨装置
１１    半導体ウエーハ
１６    研磨ユニット
３０    研磨ホイール
５４    チャックテーブル
９６    発泡ウレタン
１００    サブストレート
１０２    円形支持部
１０４    環状壁
【図１】
2010219461.tif 000003
【図２】
2010219461.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2010219461.tif 000008
【図７】
2010219461.tif 000009
【図８】
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